Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...

Chapitre 4 : Simulation de l’hydrodynamique et du transfert de masse dans les écoulements de types zone de mélange diphasiqueChapitre 4 :Simulation de l’hydrodynamique et du transfertde masse dans les écoulements de types zone demélange diphasique4.1 IntroductionLes simulations numériques présentées dans ces travaux de thèse ont été réalisées à l’aidedu code Melodif, code semi-industriel développé par EDF dans le années 1990. Melodifest un code bidimensionnel diphasique Eulérien-Eulérien développé pour la simulationdes écoulements à inclusions dispersées, au sein desquels peuvent se produire au niveaudes interfaces des phénomènes de transfert thermiques, de masse ou de quantité demouvement (Simonin, 1990 ; Simonin & Viollet, 1989 et 1990 ; Bel F’dhila & Simonin,1992). Le modèle résout des équations de conservation de la masse, de bilan de quantitéde mouvement et d'enthalpie formulées pour chacune des phases, et couplées à travers lestermes de transferts interfaciaux.Les modèles de turbulence et de transfert interfacial du code Melodif ont été révisés aucours des travaux de thèse de Bellakhal (2005) pour des applications à des écoulements àbulles. En particulier, le modèle de turbulence au premier ordre à trois équations implantédans le code a été modifié pour prendre en compte les résultats issus de modélisations ausecond ordre de la turbulence en écoulement à bulles à faibles taux de vide (Chahed,1999) et qui conduisent par réduction à un modèle de turbulence à trois équations( k0, k S, ε0). Les modèles implantés ont été validés dans des configurations de based’écoulements à bulles à faibles taux de vide : turbulence homogène avec et sanscisaillement, couches cisaillées minces 2-D (couches de mélange et sillage à bulles). Lacomparaison des résultats numériques avec ceux obtenus avec les modèles initiaux ducode montre la pertinence des modifications introduites. Elle indique également que lemodèle de turbulence à trois équations fournit des résultats sensiblement identiques àceux obtenus à l'aide du modèle au second ordre.C’est cette version du code qui a été mise en œuvre dans les simulations présentées dansces travaux de thèse. Dans le cadre de ces travaux, nous avons modélisé une équation de100